《Current Neurology and Neuroscience Reports》：Fluid and Imaging Biomarkers in Huntington’s Disease
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综述目的：对亨廷顿病（Huntington’s disease, HD）开展更早期及机制靶向干预的兴趣日益增长，使得能够为试验设计和监管路径提供信息的生物标志物成为关注焦点。本综述回顾了HD综合分期系统（HD-Integrated Staging System
综述目的：对亨廷顿病（Huntington’s disease, HD）开展更早期及机制靶向干预的兴趣日益增长，使得能够为试验设计和监管路径提供信息的生物标志物成为关注焦点。本综述回顾了HD综合分期系统（HD-Integrated Staging System, HD-ISS）引入以来液体和神经影像生物标志物的最新进展，重点关注具有最相关监管应用证据的候选标志物。
近期发现：神经丝轻链蛋白（Neurofilament light, NfL）已成为用于预后富集和安全性监测的多功能生物标志物。突变型亨廷顿蛋白（mutant huntingtin, mHTT）和体细胞扩增比率（somatic expansion ratio, SER）可提供靶点参与的机制性证据。HD-YAS研究显示SER可预测多年间隔内的纹状体萎缩，但其短期敏感性仍不确定。结构磁共振成像（structural MRI, sMRI）仍是疾病进展最敏感的影像标志物，而正电子发射断层扫描（positron emission tomography, PET）和弥散成像虽可提供机制性见解，但时间敏感性有限。
总结：目前最先进的生物标志物已覆盖神经元损伤、靶点参与和神经退行性变等多个领域。要实现合格的终点指标，仍需统一方法学、改进分析验证，并建立生物标志物变化与临床获益之间更强的关联证据。
主体内容总结
引言：亨廷顿病治疗开发的变革
亨廷顿病是一种常染色体显性遗传性神经退行性疾病，以中年期出现的精神、认知和运动症状为特征，由亨廷顿基因（HTT）外显子1中胞嘧啶-腺嘌呤-鸟嘌呤（CAG）三核苷酸重复序列扩增所致。尽管已明确遗传病因，但反复的临床试验失败使HD仍无获批的疾病修饰疗法。近年来，靶向疾病进展机制的候选疗法不断涌现。其中，降低亨廷顿蛋白（HTT）的策略已成为合理且疾病特异性的主要方向，涵盖从DNA靶向转录沉默、RNA靶向疗法如反义寡核苷酸（ASO）、RNA干扰（RNAi）、剪接调节剂和microRNA基因疗法，到增强HTT清除的蛋白水平干预。RNA靶向策略进展最快：uniQure的基因疗法AMT-130和诺华的剪接调节剂votoplam已分别在I/II期和II期试验中达到主要终点，均显示出HTT降低和早期临床改善迹象。等位基因选择性策略也在探索中，包括单核苷酸多态性（SNP）靶向（WVE-003）和CAG重复序列靶向（VO659）方法。此外，全基因组关联研究（GWAS）提示DNA损伤应答（DDR）基因（主要为错配修复MMR基因）可修饰临床发病年龄，其机制可能通过影响体细胞CAG重复扩增的倾向性，后者现被认为是疾病进展的关键驱动因素。
大多数HD试验既往仅纳入有症状患者并依赖临床结局评估作为终点。然而，反复失败以及可通过影像和液体生物标志物检测到的长达数十年的病理改变提示，干预可能需要更早进行。为此，2022年引入的HD综合分期系统（HD-ISS）利用临床和生物学标志物将患者从出生至终末期进行分类，为更早期疾病分类和预防试验设计提供了框架。
生物标志物应用的最新证据
生物标志物资格认定需在明确定义的使用情境（COU）内进行验证，明确其功能和预期应用，包括目标人群、测量方法和拟支持的决策。
药效学生物标志物
药效学生物标志物评估干预后的生物学反应，在早期试验阶段（I期和IIa期）尤为重要。
安全性
安全性生物标志物提供治疗相关风险的早期读数。神经丝轻链蛋白（NfL）作为神经轴突损伤的标志物，近期因观察到治疗相关的NfL升高而被确认为新兴安全性生物标志物。一项HTT降低ASO tominersen的III期试验报告了剂量依赖性CSF NfL升高，伴随白细胞和总CSF蛋白增加，提示炎症反应，这些变化先于不良临床事件并导致试验提前终止。小分子剪接调节剂branaplam的试验中，治疗9周后血清NfL升高与外周神经病变同时出现，也导致研究终止。但NfL信号需结合治疗方式和给药途径解读：在AMT-130基因疗法I/II期试验中，神经外科给药后即刻出现短暂CSF NfL急性升高，随后恢复至基线甚至更低，提示这些升高反映手术操作效应而非药物神经毒性。磁共振成像（MRI）也在HD试验中提供了关键安全性信号：tominersen高频高剂量给药与超出自然史预期的脑室扩大相关；在AMT-130等基因治疗研究中，MRI支持围手术期规划和水肿或出血监测。
靶点参与
靶点参与生物标志物确认疗法在体内调节其预期分子靶点，为早期试验提供概念验证和剂量优化依据。亨廷顿蛋白（HTT）作为主要的药效学标志物：自2017年tominersen首次在人体中证实mHTT降低以来，已有六个临床候选药物在试验中成功降低CSF或血浆mHTT。然而，mHTT在生物体液中的准确定量仍面临重大技术挑战，因其丰度极低、分子异质性高且多聚谷氨酰胺（polyQ）重复长度和构象多变。当前定量依赖使用抗体对的超灵敏免疫测定，常用MW1 polyQ靶向探针检测mHTT，但MW1对mHTT的结合具有偏好性而非特异性，且受polyQ长度影响，使绝对定量复杂化。因此该领域已转向报告相对浓度。尽管测定优化取得进展，CSF mHTT检测的敏感性在极早期疾病阶段仍是重大挑战：在HD-YAS研究中，距预测临床运动诊断（CMD）约24年的HD-ISS0-1患者中，仅约38%样本超过定量下限且变异系数低于30%。单分子计数（SMC）测定的独立验证已改善批次一致性和信噪比，使mHTT定量更接近适合监管终点的临床级可靠性。此外，泪液中mHTT水平约为CSF的230倍，唾液中mHTT浓度与CAG重复长度和临床严重程度相关。
体细胞扩增比率（SER）对MMR靶向疗法开发日益重要。传统基于PCR的片段分析受PCR偏倚和敏感性限制。超深度测序技术的进步改善了SER测量的敏感性，支持在外周DNA中进行更稳健的定量。在HD-YAS 4.5年随访中，通过MiSeq测序可检测到HD-ISS0患者血液SER的纵向增加，且SER变化率可预测尾状核和壳核萎缩，首次证明血液SER与早期脑改变相关。SER已被纳入SKY-0515剪接调节剂II/III期试验的次要终点。然而，人类血液SER仅在三项研究中通过新方法测量，且可检测变化通常发生在多年间隔内，其在短期试验中作为药效学终点的实用性仍存疑。
预后标志物
预后标志物支持患者分层和富集，在II期和III期试验中最具相关性。
神经元标志物
NfL是最具证据支持的预后标志物。自2017年Track-HD回顾性分析以来，至少20个独立队列提供了支持性证据。在HD-YAS中，CSF NfL在HD-ISS0患者中即已升高且上升速度快于对照组，其变化率与HD-ISS1相当，尽管此时尾状核和壳核体积仍在正常范围，凸显NfL作为最早疾病活动标志物的潜力。基线CSF和血浆NfL水平可预测所有报告脑区的后续萎缩，与年龄和CAG重复长度无关。但血浆NfL变化率在患者与对照组间无显著差异，提示CSF NfL在极早期人群中敏感性更优。剑桥睡眠研究14年纵向数据则显示血浆NfL的强预后效用：基线水平更高和增加更快的pre-CMD患者，在十多年后出现更快的运动、执行功能和整体认知下降。另一独立五年纵向队列显示血浆NfL随疾病阶段进展而升高，约45 pg/mL以下的水平可识别距CMD十年以上的患者，支持HD-ISS1的近期进展风险分层。纵向随访显示血浆NfL在早期疾病中线性上升，随进展而加速。指血采集的毛细血管NfL检测已获验证，为NfL定量提供了微创替代方案。
纹状体标志物
纹状体中型多棘神经元（MSN）退行性变是HD病理的关键特征。CSF神经肽前体脑啡肽原（PENK）和强啡肽原（PDYN）在HD患者中持续降低且与临床严重程度相关。在混合队列中，PENK和PDYN衍生肽在HD中显著低于帕金森病、阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化及对照组，凸显其纹状体特异性。PENK衍生肽在区分HD（尤其是pre-CMD）与对照组方面最具判别力，PDYN衍生肽最有效区分早期与晚期post-CMD，而蛋白磷酸酶1调节亚基1B（PPP1R1B，即DARPP-32）衍生肽最佳区分pre-CMD与早期post-CMD。在HD-YAS中，基线CSF PENK水平降低可预测全脑区萎缩，PENK下降率与尾状核和壳核萎缩率相关。近期比较证实CSF PENK在区分HD-ISS 0期与1期方面优于CSF NfL，且预测纹状体特异性萎缩而非NfL相关的全脑白质丢失。
磷酸二酯酶10A（PDE10A）正电子发射断层扫描（PET）提供MSN完整性的分子读数。既往研究显示PDE10A结合降低可在运动发病前约25年检测到，并与CAG长度、疾病负担和运动认知表现呈负相关。正在进行的iMarkHD研究正探索PDE10A及大麻素1型、组胺2型和血清素2A型PET配体联合多模态MRI的两年纵向成像，中期分析将确定这些分子PET标志物是否具有足够敏感性支持早期试验分层。
结构磁共振成像（sMRI）测量，尤其是纹状体体积，是HD进展特征最明确的生物标志物之一。其被纳入HD-ISS作为0期向1期转变的阈值，反映了数十年研究证实纹状体在运动发病前即可检测到进行性萎缩。HD-YAS 4.5年纵向分析显示患者尾状核和壳核年化萎缩率显著高于对照组，同时存在全脑、灰质和白质丢失及加速的脑室扩大。23%的患者在4.5年内从HD-ISS0-1转变，证明体积sMRI可在运动发病前数十年捕获可测量的进展。sMRI在早期进展追踪方面优于其他影像模态：一项两年研究显示尾状核和壳核年萎缩率（尾状核4.5%，壳核3.6%）超过同期PET测量的敏感性，并与运动评分下降密切相关。sMRI数据还可整合至建模方法中改善预后富集和试验设计：Barrett等利用630例患者的纹状体体积、年龄和CAG长度开发预测模型，其预测手术体积阈值资格的逻辑模型曲线下面积为0.92，可正确识别87%的合格候选者，同时减少近40%的筛查MRI。Ghofrani-Jahromi等使用机器学习模型预测三年脑室扩大，准确率比单纯临床测量高24%，并以约81%的准确率将患者分为快慢进展者。Giannoula等采用动态时间规整（DTW）聚类方法识别出三种进展簇：慢速、中速和快速进展者，后者纹状体萎缩率约为慢速者的两倍。
补充和探索性生物标志物
弥散磁共振成像（dMRI）可探查微结构脑改变。一项研究在pre-CMD和早期post-CMD患者中发现广泛的部分各向异性（FA）降低和更广泛的平均峰度（MK）改变，MK在22个额外脑区检测到显著差异，且关键区域值与疾病负担呈强负相关。结合DTI和DKI指标可高精度区分早期HD与对照组。但FA降低非特异性，DKI通过捕获标准DTI无法获得的组织复杂性提供附加价值，这可能解释其在pre-CMD中的更高敏感性。两者均需更大规模纵向研究确定其追踪疾病进程和预测临床里程碑的可靠性。
PET在观察性研究中用于可视化代谢和突触功能障碍。1?F-FDG PET显示纹状体和联合皮质的低代谢，与运动和认知损害相关，但在两年研究中代谢下降未达统计学显著性。11C-UCB-J PET靶向突触囊泡蛋白2A，在pre-CMD中显示纹状体结合显著降低，并在两年内进一步延伸至额叶和顶叶皮质，表明从皮质下到皮质的突触退化进展。但结合下降的定量速率较小（壳核两年约6%），限制了短期试验的敏感性，且萎缩率超过同期PET测量的敏感性，提示尽管PET具有机制价值，其追踪试验相关时间框架内进展的敏感性尚未匹配sMRI。
HD-ISS后的领域现状
自HD-ISS引入以来，生物标志物研究已转向更早疾病阶段。NfL和SER与mHTT一起成为领先的液体标志物，sMRI成为领先的影像测量。NfL提供广泛效用——早期升高、追踪严重程度并对生物学扰动作出反应——而mHTT和SER提供靶点参与的机制证据。影像补充这些测量：sMRI捕获累积的神经退行性变。迈向合格终点需要统一方法、改进分析验证以及更强的生物标志物变化与临床获益关联证据。
